EP3453516A1 - Application d'un moteur lineaire a un dispositif de soufflage de recipient - Google Patents

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EP3453516A1
EP3453516A1 EP18192688.2A EP18192688A EP3453516A1 EP 3453516 A1 EP3453516 A1 EP 3453516A1 EP 18192688 A EP18192688 A EP 18192688A EP 3453516 A1 EP3453516 A1 EP 3453516A1
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nozzle
stroke
blowing device
carriage
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Sidel Participations SAS
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    • B29L2031/7158—Bottles

Definitions

  • the present invention is in the field of linear motors.
  • the present invention comes in particular in the field of long linear motors (LLM), in particular the field of linear motors Longs synchronous type.
  • LLM long linear motors
  • manufacture of plastic containers can be carried out during an injection-blow molding operation from parisons commonly called "preforms".
  • preforms are obtained beforehand during a plastic injection step.
  • Each preform comprises a body having a closed bottom at one end and an open neck at the opposite end. Said open neck is surmounted by a rim, whose shape is final and will not change during the blowing operation.
  • the body and the neck are separated by a collar, by which the preform and the container which is derived from it, can be suspended.
  • a preform is heated to its glass transition temperature and then introduced into a mold, consisting of a concave matrix in at least two complementary articulated shells, the inner recess of which corresponds to the shape of the container. to obtain.
  • Said preform is held in the mold by its flange, while the remainder of its body is found during within said recess.
  • a vertically movable blowing nozzle is descended and comes to cap the preform which is applied hermetically via a bell on the mold.
  • a pressurized fluid, generally compressed air, is injected through said open neck.
  • the blowing step may comprise a drawing operation.
  • a drawing rod vertically movable, descends through the nozzle and penetrates through said open neck of said preform.
  • the action of the rod and a quantity of pre-blowing air creates a bubble at the body of the preform, before continuing its downward stroke by finalizing the blowing, so that the walls The outer surfaces of the preform deform and come into contact with the inner surface of the mold, creating the final container.
  • the rod is raised up out of the container, then the nozzle is raised and finally the mold shells are open, releasing said container.
  • the movement consists of a high position in a descent under the effect of a single motorization of the magnetically coupled rod with the nozzle, until the bell of said nozzle reaches the stop, that the rod disengages then continues to descend, before going up and to join again with said nozzle through a magnetic coupling, the assembly back to said upper position.
  • the main problem of this blowing operation lies, during a container production cycle, in the time required to make the round trip shuttles, according to precisely determined races, dependent on the format of the preforms. Optimization of blowing devices requires to minimize said races of the first and second shuttles.
  • the known blowing devices have a major drawback related to the single engine equipped with a single controller operating the first shuttle, while the second shuttle is free, slaved to the displacement of said first shuttle. Therefore, it is difficult to modify the stroke of the second shuttle, inducing a modification of the mechanical parts on the machine, during a maintenance operation for each blowing device.
  • the mass and the bulk of the movable elements in particular those of the first shuttle, which must bear in addition the weight of the second shuttle in the same space, and which must ensure their displacement together in coupling, induce a power adapted and high of the single motor.
  • the invention aims to overcome the disadvantages of the state of the art by proposing to make the movements of the first and second shuttles independent, while respecting the constraint of the restricted space available.
  • the invention envisages not to enslave the movements of the second shuttle to those of the first.
  • the invention provides for equipping the second shuttle with an actuation of its own displacement.
  • the invention makes it possible to separate the races of the first and second shuttles.
  • the invention relates to a use of a linear double carriage motor equipped with a controller within a blowing device, a first carriage of said motor ensuring the displacements of a first mobile support of a drawing rod equipping said blowing device according to at least a first race, while a second carriage of said motor ensures the displacements of a second movable support of a nozzle equipping said blowing device according to at least a second race, each of said first and second strokes being independently controlled by said controller.
  • the linear motor used may comprise a single stator on which said two carriages slide, said controller being electrically connected only to said stator.
  • the linear motor used may comprise a single controller designed to control each of said first and second races independently of one another.
  • the drive of the carriages is done under the sole effect of magnetic fields between one of the carriages and said stator.
  • the mechanical drive of the carriages is direct with the stator, there is no intermediate gear reduction mechanism. This provides many benefits. This facilitates the hygiene of the machine because the mechanisms just above the opening of the formed container are easier mechanically and easier to clean and / or sterilize.
  • the invention makes it possible to independently and directly adjust the stroke of each shuttle, without mechanically intervening on each blowing device.
  • the races being independent, it is then possible to adjust each of them, for the first as for the second shuttle, optimizing the time required for the blowing operation.
  • the descending run of the second shuttle can take place before the descending run of the first shuttle, while the upward movement of said second shuttle can be performed from the beginning or after the ascent of said second shuttle. first shuttle, without waiting for the magnetic coupling of the state of the art of which the present invention is freed.
  • the invention envisages an electric motor provided and provided with a single controller of two separate actuators for each of the first and second shuttles, said controller ensuring the independent movements of the races of each of said shuttles.
  • the unique controller controlling the two actuators allows to independently and accurately adjust each stroke of the first and second shuttles, in particular to change the stroke of the bell of the order of a millimeter to fit any size of preform .
  • the present invention relates to a blowing device, comprising at least a first mobile support equipped with a drawing rod and at least a second mobile support of a nozzle, said first support and second support being movable according to vertical movements reciprocally in at least a first race and at least a second race.
  • a blowing device is characterized in that said device comprises means for electric motorization of said first support and second support, said motorization means comprising at least a first actuator displacements of said first support and at least a second actuator displacements of said second support, said motorization means differentially controlling each first stroke and each second stroke.
  • the term “differentially control” means that the first actuator and the second actuator are controlled independently of one another so that the action of the first actuator can be, as desired, identical or different from the action of the second actuator.
  • said motorization means may comprise a single controller designed to independently control the first actuator and the second actuator.
  • Said motorization means may be constituted by a linear motor provided with at least a first carriage comprising said first actuator and a second carriage comprising said second actuator.
  • Said first carriage is movable along a first actuation path and the second carriage is movable along a second actuation path, said first and second actuation paths being rectilinear,
  • first carriage is movable along a first actuation path and the second carriage is movable along a second actuation path, said first and second actuation paths being parallel to each other.
  • first and second actuation paths are, in whole or in part, merged.
  • Said first and second carriages can be mounted in a coaxial displacement.
  • electrically moving means moving using displacement means using electrical energy.
  • said displacement of the nozzle according to the first downward stroke uses an electric motor actuated independently of the displacement of the drawing rod according to the second downward stroke
  • said displacement of the nozzle according to the second upward stroke uses said electric motor operated independently of the movement of the drawing rod according to the first upward stroke
  • such a blowing process may consist in controlling the through a single controller at least two distinct carriages operating in a differentiated manner, on the one hand, the first downward stroke and the second upward stroke of said nozzle and, secondly, the second downward stroke and the first upward stroke of said rod.
  • the invention also relates to an application or use of a linear double carriage motor equipped with a single controller within a blowing device, a first carriage of said motor ensuring the displacements of a first mobile support of a drawing rod equipping said device according to at least a first race, while a second carriage of said motor ensures the displacements of a second mobile support of a nozzle equipping said device in at least a second race each of said first and second strokes being independently controlled by said controller.
  • the linear motor used comprises a single stator on which said two carriages slide, said single controller being electrically connected only to said stator
  • the present invention relates to blowing, in particular preform stretching.
  • the invention is directed to a blowing device 1.
  • FIG. 1 An example of such a blowing device 1 is shown on the figure 1 . It comprises at least a first support 2 equipped with a drawing rod 3 and at least a second support 4 of a nozzle 5.
  • Said first support 2 and second support 4 are provided movable in vertical displacements reciprocally in at least a first race and at least a second race.
  • said first support 2 may consist of a first bracket 20, slidably mounted in a vertical translation along two shafts 6. These two shafts 6 are parallel and secured to a base 7 at their upper and lower ends. Said base 7 is provided fixed, secured to a carousel (not shown).
  • Said first bracket 20 supports on the lower face the drawing rod 3 at its end higher, laterally offset from the plane containing said shafts 6. Therefore, the drawing rod 3 extends vertically under the first support 2, facing downwards.
  • Said second support 4 may consist of a second bracket 40 which supports said nozzle 5.
  • a bell 50 fitted to this nozzle 5 is mounted under the second bracket 40 of said second support 4.
  • the second bracket 40 may be provided with an opening that can be traversed by said drawing rod 3 during its movements, allowing it to enter and exit in a sealed manner relative to the bell 50 of the nozzle 5 , through orifices provided and adapted for this purpose.
  • Said second bracket 40 is slidably mounted in a vertical translation along the same two shafts 6.
  • the respective displacements of the first support 2 and second support 4 is performed collinearly.
  • the first support 2 and second support 4 move respectively in at least a first race and in at least a second race.
  • the second support 4 can move the nozzle 5 in a first downward stroke, while the first support 2 can move the drawing rod 3 in a second downstroke.
  • These downward races are performed from high positions to low positions, through intermediate positions.
  • the first support 2 can move said drawing rod 3 in a first upward stroke, while the second support 4 can move the nozzle 5 in a second upward stroke.
  • Said ascending races are performed from said positions low towards said high positions, through intermediate positions.
  • each of the descending or ascending races can be performed in one or more times, respectively without or with stop movements of said first support 2 and second support 4.
  • Each of the descending or ascending races can also be performed at different speeds relative to each other.
  • said blowing device 1 comprises means for motorizing said first support 2 and second support 4.
  • Such motorization means are provided electrical.
  • the electric motor allows, in particular, a precision in the indexing of the movements of the supports 2,4, while offering a significant engine torque for speeds of movements adapted for the steps of the blowing operations, preferably blow-stretching .
  • said motorization means comprise at least one first actuator 8 displacements of said first support 2 and at least one second actuator 9 displacements of said second support 4.
  • said first actuator 8 is integral with said first support 2 and ensures its first movements, in particular according to said second downward stroke and in said first upward stroke
  • said second actuator 9 is integral with said second support 4 and ensures its second movements, in particular according to said first downward stroke and in said second upstroke.
  • the invention provides not to slave the movements of the second support 4 with those of the first support 2.
  • said motorization means control in a differentiated way every first race and every second race.
  • the first support 2 can move up or down independently of the second support 4, and vice versa, through the control of their respective first actuator 8 and second actuator 9.
  • said drive means may comprise a single controller 10 of said first actuator 8 and second actuator 9.
  • This controller 10 is therefore able to manage alone the movements of the two actuators 8,9 of the supports 2,4.
  • said single controller 10 can transmit control signals, in particular electrical signals, to the first actuator 8 and the second actuator 9, individually ensuring, on the one hand, the displacements of the first support 2 and, on the other hand, the displacements second support 4.
  • said controller 10 makes it possible to manage the strokes of the first actuator 8 and the second actuator 9 according to their respective position, limiting said strokes to avoid any collision of said first support 2 and second support 4 between them during their displacement.
  • said drive means may comprise guide means 11 of the first actuator 8 and second actuator 9. These guide means 11 maintain the actuators 8, 9 during their movement and transmit the independent drive to each of said actuators 8.9.
  • said guide means 11 are directly connected to said controller 10, the latter can even be directly mounted integral with the guide means 11.
  • said motorization means may consist of a linear motor provided with at least a first carriage comprising said first actuator 8 and a second carriage comprising said second actuator 9.
  • said first and second carriages are mounted in a coaxial displacement, as visible in the figures.
  • linear double carriage motor can be commonly referred to as “long linear motor” or “LLM”.
  • Said motor may be a synchronous motor with permanent magnets of linear type.
  • the invention also relates to a blowing process, in which at least one introduces a preform provided with a cone maintained within a mold.
  • the preform is hermetically sealed until the end of the blow molding or blow-stretching cycle, where the mold is opened to release it.
  • the method can consist in any order, successively or at least partly simultaneously, in that it moves in a first downward stroke the nozzle 5 covering said rim in hermetic application on said mold; the draw rod 3 is moved in a second downward stroke until it enters said preform through said nozzle 5; said rod 3 is moved in a first upward stroke until it is removed from said preform; said nozzle 5 is moved in a second upward stroke.
  • such a method consists in electrically motorizing and controlling the first and second descending and ascending races independently for said rod 3 and said nozzle 5.
  • This dissociation thus makes it possible to operate one and / or the other of said strokes at any moment, within the limit where said first support 2 and second support 4 do not enter collision or that one prevents the movement of the other.
  • the end of a downward travel of the first support 2 can not go beyond the current position of the second support 4, comprising a stop; in the same way my upward end of the second support 4 is restricted and bounded by the current position of said first support 2.
  • said method controls through a single controller 10 at least two separate carriages differentially actuating, on the one hand, the first downward stroke and the second upward stroke of said nozzle 5 and on the other hand , the second downward stroke and the first upward stroke of said rod 3.
  • said races can be provided continuously or discontinuously, with speeds specific to each support 2,4.
  • Figures 2 to 4 model different phases of the blow cycle, including blow-stretching, representing the first support 2 and second support 4 in different positions, highlighting examples of relative speeds of movement of the supports 2.4 through arrows of different lengths.
  • the speed of movement in a downward stroke of the first support 2 may be faster than that of the displacement in the downward stroke of said second support 4.
  • the drawing rod 3 having a longer travel time, it can be actuated to move faster to enter the preform before starting stretching.
  • said nozzle 5 must arrive at the end of the downward stroke in hermetic support on the mold and the rim of the preform, a moment that may require a reduced speed in order to avoid any impact and deterioration of said mold and / or of said preform and / or the seal fitted to said nozzle 5.
  • the speed of movement of the first support 2 is reduced, while the second support 4 is stopped, in particular in the position of hermetic capping of the preform in the mold.
  • This minimized speed of the first support 2 may depend on the blowing steps, in particular the prior formation of said bubble during a pre-blowing, before the speed is maintained then accelerated to continue and operate the rest of the blowing.
  • the speed of movement of the first support 2 is greater than that of the second support 4, so that the drawing rod 3 rises and leaves the mold and the blown container, until reaching the upper position of upward end of travel as quickly as possible.
  • the nozzle 5 can remain stationary bearing against the mold, before going up more slowly to release the mold and said container that has just been blown.
  • the invention also relates to the application of a linear double carriage motor equipped with a single controller within a blowing device, a first carriage of said motor ensuring the displacements of the first mobile support of the drawing rod according to at least one first stroke, while a second carriage of said motor ensures the displacements of the second movable support of the nozzle according to at least one second race. Therefore, said first carriage coincides with said first actuator, while the second carriage coincides with said second actuator.
  • each of said first and second strokes of the first and second trolleys is independently controlled by said controller of such a linear motor.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Utilisation d'un moteur linéaire à double chariots équipé d'un contrôleur (10) au sein d'un dispositif de soufflage (1), un premier chariot dudit moteur assurant les déplacements d'un premier support (2) mobile d'une tige d'étirage (3) équipant ledit dispositif de soufflage (1) selon au moins une première course, tandis qu'un second chariot dudit moteur assure les déplacements d'un second support mobile (4) d'une tuyère (5) équipant ledit dispositif de soufflage (1) selon au moins une seconde course, chacune desdites première et seconde courses étant commandées indépendamment par ledit contrôleur (10).

Description

  • La présente invention entre dans le domaine des moteurs linéaires.
  • Ainsi que le décrit le document US8944807 , de tels moteurs électriques ont déjà été utilisé pour actionner la tige d'étirage de machine de soufflage de récipients.
  • La présente invention entre en particulier dans le domaine des moteurs linéaires long (LLM), notamment le domaine des moteur linéaire Longs de type synchrone. Par ailleurs, la fabrication de récipients en matériau plastique, tels des flacons ou bouteilles, peut s'effectuer au cours d'une opération de mise en forme par injection-soufflage à partir de paraisons communément appelées « préformes ». Ces préformes sont obtenues préalablement lors d'une étape d'injection de matière plastique. Chaque préforme comprend un corps pourvu d'un fond fermé à une extrémité et un col ouvert à l'extrémité opposée. Ledit col ouvert est surmonté d'un buvant, dont la forme est définitive et ne changera pas au cours de l'opération de soufflage. Le corps et le col sont séparés par une collerette, par laquelle la préforme et le récipient qui en est issu, peuvent être suspendus.
  • Pour ce faire, une préforme est chauffée jusqu'à sa température de transition vitreuse puis introduite au sein d'un moule, constitué d'une matrice concave en au moins deux coquilles complémentaires articulées, dont l'évidement intérieur correspond à la forme du récipient à obtenir. Ladite préforme est maintenue dans le moule par sa collerette, tandis que le reste de son corps se retrouve pendant au sein dudit évidement.
  • Une tuyère de soufflage mobile verticalement est descendue et vient coiffer la préforme qui est appliquée hermétiquement par l'intermédiaire d'une cloche sur le moule. Un fluide sous pression, généralement de l'air comprimé, est injecté au travers dudit col ouvert.
  • Plus avant, l'étape de soufflage peut comprendre une opération d'étirage. Une fois la préforme introduite et enserrée au sein du moule, refermé de façon étanche par la cloche de ladite tuyère, une tige d'étirage, mobile verticalement, descend en traversant la tuyère et pénètre au travers dudit col ouvert de ladite préforme. Lors d'une opération de présoufflage, l'action de la tige et d'une quantité d'air de présoufflage crée une bulle au niveau du corps de la préforme, avant de poursuivre sa course descendante en finalisant le soufflage, sorte que les parois extérieures de la préforme se déforment et viennent au contact de la surface intérieure du moule, créant le récipient final. Ensuite, la tige est remontée jusqu'à sortir du récipient, puis la tuyère est remontée et enfin les coquilles du moule sont ouvertes, libérant ledit récipient.
  • Actuellement, les machines réalisant ces opérations de soufflage comportent plusieurs dispositifs de soufflage, disposés sur un carrousel, afin de créer une cinématique à cycle continu, tout en assurant les cadences élevées de production. En vue de cette optimisation, un dispositif de soufflage comporte un unique moteur linéaire entraînant en déplacement vertical une première navette supportant ladite tige d'étirage. Une seconde navette supportant la ladite tuyère est prévue libre selon un déplacement vertical colinéaire à celui de ladite première navette. De plus, les première et seconde navettes sont pourvues de moyens d'accouplement, de préférence prévu magnétique, permettant :
    • d'une part, de solidariser ladite première navette avec la seconde navette, assurant conjointement leur déplacement sous l'action du moteur de ladite première navette, selon une course descendante jusqu'à ce que ladite tuyère viennent en butée en appui hermétique en partie supérieure du moule et en recouvrement du col ouvert de la préforme ;
    • d'autre part, de désolidariser la première navette afin qu'elle poursuive sa course descendante d'insertion de ladite tige au sein du moule pour réaliser l'opération d'étirage et de soufflage, puis une course ascendante au cours de laquelle ladite tige ressort au moins partiellement dudit moule ; et
    • d'autre part, de nouveau solidariser la seconde navette avec ladite première navette lors de la poursuite de la course ascendante, en vue d'extraire complètement ladite tige du récipient ainsi créé tout en remontant ladite tuyère, libérant le buvant dudit récipient avant qu'il ne soit extrait au moment de l'ouverture du moule.
  • En somme, le mouvement consiste depuis une position haute en une descente sous l'effet d'une seule motorisation de la tige solidarisée magnétiquement avec la tuyère, jusqu'à ce que la cloche de ladite tuyère arrive en butée, que la tige se désolidarise puis continue de descendre, avant de remonter et se solidariser de nouveau avec ladite tuyère au travers d'un accouplement aimanté, l'ensemble remontant jusqu'à ladite position haute.
  • La problématique principale de cette opération de soufflage réside, lors d'un cycle de production de récipients, dans le temps nécessaire pour effectuer l'aller-retour des navettes, selon des courses déterminées avec précision, dépendantes du format des préformes. L'optimisation des dispositifs de soufflage requiert de minimiser lesdites courses des première et seconde navettes.
  • Le document US9259875 décrit l'utilisation du moteur d'entraînement de la tige d'étirage pour entrainer sur une partie de sa course la tuyère de soufflage. Cette technique présente la difficulté que le mouvement de la tuyère et de la tige d'étirage ne sont pas indépendants. Lorsque le moteur d'entraînement de la tige d'étirage entraine simultanément la tige et la tuyère, le mouvement des deux éléments doit être identique, et lorsque le moteur de la tige d'étirage n'entraine que la tige, la tuyère doit être immobile.
  • Ainsi, les dispositifs de soufflage connus présentent un inconvénient majeur lié à l'unique moteur équipé d'un seul contrôleur actionnant la première navette, tandis que la seconde navette est libre, asservie au déplacement de ladite première navette. Dès lors, il est difficile de modifier la course de la seconde navette, induisant une modification des pièces mécaniques sur la machine, au cours d'une opération de maintenance pour chaque dispositif de soufflage.
  • En outre, le changement d'une des courses de la première navette induit un réglage mécanique précis au niveau de chaque dispositif de soufflage, opération fastidieuse et précaire, entraînant des risques d'erreurs et une baisse de la productivité.
  • De façon connexe, la masse et l'encombrement des éléments mobiles, en particulier ceux de la première navette qui doivent supporter en sus le poids de la seconde navette dans le même encombrement, et qui doivent assurer leur déplacement conjointement en accouplement, induisent une puissance adaptée et élevée de l'unique moteur.
  • L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant de rendre indépendants les déplacements des première et seconde navettes, tout en respectant la contrainte de l'encombrement restreint disponible. En particulier, l'invention envisage de ne plus asservir les déplacements de la seconde navette à ceux de la première. L'invention prévoit d'équiper la seconde navette d'un actionnement de son déplacement qui lui est propre. Ainsi, l'invention permet de dissocier les courses des première et seconde navettes.
  • Selon un premier aspect, l'invention porte sur une utilisation d'un moteur linéaire à double chariots équipé d'un contrôleur au sein d'un dispositif de soufflage, un premier chariot dudit moteur assurant les déplacements d'un premier support mobile d'une tige d'étirage équipant ledit dispositif de soufflage selon au moins une première course, tandis qu'un second chariot dudit moteur assure les déplacements d'un second support mobile d'une tuyère équipant ledit dispositif de soufflage selon au moins une seconde course, chacune desdites première et seconde courses étant commandées indépendamment par ledit contrôleur.
  • Avantageusement, le moteur linéaire utilisé peut comprendre un stator unique sur lequel coulisse lesdits deux chariots, ledit contrôleur étant connecté électriquement uniquement audit stator.
  • Avantageusement, le moteur linéaire utilisé peut comprendre un unique contrôleur conçu pour commander chacune desdites première et seconde courses indépendamment l'une de l'autre. Avantageusement, l'entrainement des chariots se fait sous le seul effet de champs magnétiques entre l'un des chariots et ledit stator. Autrement dit, l'entrainement mécanique des chariots est direct avec le stator, il n'y a pas de de mécanisme intermédiaire de réduction de vitesse. Cela procure de nombreux avantages. Cela facilite l'hygiène de la machine car les mécanismes se trouvant juste au-dessus de l'ouverture du récipient formé sont plus simple mécaniquement et plus facile à nettoyer et/ou à stériliser.
  • Dès lors, l'invention permet de régler indépendamment et directement la course de chaque navette, sans intervenir mécaniquement sur chaque dispositif de soufflage. Les courses étant indépendantes, il est alors possible de régler chacune d'entre elles, pour la première comme pour la seconde navette, optimisant le temps nécessaire à l'opération de soufflage. En particulier, d'une part, la course descendante de la seconde navette peut s'opérer avant la course descendante de la première navette, tandis que la course ascendante de ladite seconde navette peut s'effectuer dès le début ou après la remontée de ladite première navette, sans attendre l'accouplement magnétique de l'état de la technique dont la présente invention s'affranchit.
  • En descendant plus tôt la cloche et en la remontant plus tôt ou plus tard, par rapport au positionnement relatif de la tige, il est alors possible de diminuer le cycle de production, voire de modifier le déroulement d'un tel cycle en maintenant plus longtemps l'étanchéité conférée par ladite cloche.
  • De plus, afin de rester dans l'encombrement limité des dispositifs de soufflage, l'invention envisage une motorisation prévue électrique et pourvue d'un unique contrôleur de deux actionneurs distincts pour chacune des première et seconde navettes, ledit contrôleur assurant les déplacements indépendants des courses de chacune desdites navettes.
  • Ainsi, il est possible de diminuer la masse des navettes, en particulier de la première navette, qui n'a plus à supporter le poids de la seconde navette devenue autonome. La motorisation est donc simplifiée, nécessitant une puissance moins élevée pour déplacer les poids désormais séparés des premières et secondes navettes. On obtient aussi un gain de place et d'encombrement, notamment au travers de liaisons directes entre le seul contrôleur et les actionneurs dédiés à chaque navette.
  • De plus, l'unique contrôleur commandant les deux actionneurs permet de régler indépendamment et avec précision chaque course des première et seconde navettes, en particulier de modifier la course de la cloche de l'ordre du millimètre pour s'adapter à tout format de préforme.
  • Selon un autre aspect, la présente invention a pour objet un dispositif de soufflage, comprenant au moins un premier support mobile équipé d'une tige d'étirage et au moins un second support mobile d'une tuyère, lesdits premier support et second support étant mobiles selon des déplacement verticaux réciproquement selon au moins une première course et au moins une seconde course. Un tel dispositif de soufflage se caractérise par le fait que ledit dispositif comporte des moyens de motorisation électrique desdits premier support et second support, lesdits moyens de motorisation comportant au moins un premier actionneur des déplacements dudit premier support et au moins un second actionneur des déplacements dudit second support, lesdits moyens de motorisation commandant de façon différenciée chaque première course et chaque seconde course.
  • On entend par « commander de façon différenciée » le fait que le premier actionneur et le deuxième actionneur soit commandé de façon indépendante l'un de l'autre de manière que l'action du premier actionneur puisse être, au choix, identique ou différente de l'action du deuxième actionneur.
  • Selon d'autres caractéristiques additionnelles, lesdits moyens de motorisation peuvent comprendre un unique contrôleur conçu pour commander de manière indépendante le premier actionneur et le second actionneur.
  • Lesdits moyens de motorisation peuvent être constitués par un moteur linéaire pourvu au moins d'un premier chariot comprenant ledit premier actionneur et d'un second chariot comprenant ledit second actionneur.
  • Ledit premier chariot est mobile le long d'une première trajectoire d'actionnement et le second chariot est mobile selon une deuxième trajectoire d'actionnement, lesdites première et deuxième trajectoires d'actionnement étant rectilignes,
  • Ledit premier chariot est mobile le long d'une première trajectoire d'actionnement et le second chariot est mobile selon une deuxième trajectoire d'actionnement, lesdites première et deuxième trajectoires d'actionnement étant parallèles l'une à l'autre. De préférence lesdites première et deuxième trajectoires d'actionnement sont, en totalité ou en partie, confondues.
  • Lesdits premier et second chariots peuvent être montés selon un déplacement coaxial.
  • L'invention a aussi pour objet un procédé de soufflage, dans lequel au moins :
    • on introduit une préforme au sein d'un moule, la préforme étant pourvue d'un buvant ;
    • on déplace selon une première course descendante une tuyère en application hermétique avec ledit buvant;
    • on déplace électriquement selon une seconde course descendante une tige d'étirage jusqu'à pénétrer au sein de ladite préforme au travers de ladite tuyère ;
    • on déplace électriquement selon une première course ascendante ladite tige jusqu'à s'extraire de ladite préforme ;
    • on déplace selon une seconde course ascendante ladite tuyère ;
    ledit procédé se caractérisant par le fait que ledit déplacement de la tuyère selon la première course descendante et/ou selon la seconde course ascendante utilise un moteur électrique actionné indépendamment du déplacement de la tige d'étirage selon la seconde course descendante et/ou selon la première course ascendante
  • On entend par « déplacer électriquement » le fait de déplacer en utilisant des moyens de déplacement utilisant l'énergie électrique.
  • Selon un mode particulier de réalisation, ledit déplacement de la tuyère selon la première course descendante utilise un moteur électrique actionné indépendamment du déplacement de la tige d'étirage selon la seconde course descendante, et ledit déplacement de la tuyère selon la seconde course ascendante utilise ledit moteur électrique actionné indépendamment du déplacement de la tige d'étirage selon la première course ascendante.
  • Avantageusement, on motoriser électriquement et on contrôle les premières et secondes courses descendantes et ascendantes indépendamment pour ladite tige et ladite tuyère.
  • Selon d'autres caractéristiques additionnelles, un tel procédé de soufflage peut consister à commander au travers d'un unique contrôleur au moins deux chariots distincts actionnant de façon différenciée, d'une part, la première course descendante et la seconde course ascendante de ladite tuyère et, d'autre part, la seconde course descendante et la première course ascendante de ladite tige.
  • De façon additionnelle, l'invention a aussi pour objet une application ou une utilisation d'un moteur linéaire à double chariots équipé d'un unique contrôleur au sein d'un dispositif de soufflage, un premier chariot dudit moteur assurant les déplacements d'un premier support mobile d'une tige d'étirage équipant ledit dispositif selon au moins une première course, tandis qu'un second chariot dudit moteur assure les déplacements d'un second support mobile d'une tuyère équipant ledit dispositif selon au moins une seconde course, chacune desdites première et seconde courses étant commandées indépendamment par ledit contrôleur.
  • L'utilisation d'un tel moteur linéaire à double chariots permet d'obtenir la dissociation motorisée des navettes, au sein de l'encombrement restreint de chaque dispositif de soufflage d'un carrousel, tout en rendant possible des réglage précis des courses de chacune des première et seconde navette, simplifiant la mise en oeuvre mécaniquement et en terme de programmation. En effet, l'unique contrôler permet aisément de commander les actionneurs propres à chaque navette.
  • Avantageusement, le moteur linéaire utilisé comprend un stator unique sur lequel coulisse lesdits deux chariots, ledit contrôleur unique étant connecté électriquement uniquement audit stator
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
    • la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective de dessus de trois-quarts d'un mode de réalisation d'un dispositif de soufflage ; et
    • les figures 2 à 4 représentent schématiquement des vues simplifiées selon une coupe verticale d'un dispositif de soufflage, montrant différents exemples de positions successives et de déplacements relatifs des première et seconde navettes l'une part rapport à l'autre au cours d'une opération de soufflage.
  • La présente invention concerne le soufflage, en particulier l'étirage soufflage de préforme.
  • A cet effet, tout d'abord, l'invention vise un dispositif de soufflage 1.
  • Un exemple d'un tel dispositif de soufflage 1 est représenté sur la figure 1. Il comprend au moins un premier support 2 équipé d'une tige d'étirage 3 et au moins un second support 4 d'une tuyère 5.
  • Lesdits premier support 2 et second support 4 sont prévus mobiles selon des déplacements verticaux réciproquement selon au moins une première course et au moins une seconde course.
  • Pour ce faire, de façon non limitative, comme visible sur la figure 1, ledit premier support 2 peut être constitué d'une première équerre 20, montée en coulissement selon une translation verticale le long de deux arbres 6. Ces deux arbres 6 sont parallèles et solidarisés sur une embase 7 aux niveaux de leurs extrémités haute et basse. Ladite embase 7 est prévue fixe, solidaire d'un carrousel (non représenté).
  • Ladite première équerre 20 supporte en face inférieure la tige d'étirage 3 au niveau de son extrémité supérieure, de façon déportée latéralement par rapport au plan contenant lesdits arbres 6. Dès lors, la tige d'étirage 3 s'étend verticalement sous le premier support 2, orientée vers le bas.
  • Ledit second support 4 peut être constitué d'une seconde équerre 40 qui soutient ladite tuyère 5. En particulier une cloche 50 équipant cette tuyère 5 est montée sous la seconde équerre 40 dudit second support 4.
  • On notera que la seconde équerre 40 peut être pourvue d'une ouverture qui peut être traversée par ladite tige d'étirage 3 au cours de ses déplacements, l'autorisant à rentrer et sortir de façon étanche par rapport la cloche 50 de la tuyère 5, au travers d'orifices prévus et adaptés à cet effet.
  • Ladite seconde équerre 40 est montée en coulissement selon une translation verticale le long des mêmes deux arbres 6. Ainsi, les déplacements respectifs des premier support 2 et second support 4 s'effectue de façon colinéaire.
  • Comme évoqué précédemment, les premier support 2 et second support 4 se déplacent respectivement selon au moins une première course et selon au moins une seconde course. En particulier, le second support 4 peut déplacer la tuyère 5 selon une première course descendante, tandis que le premier support 2 peut déplacer la tige d'étirage 3 selon une seconde course descendante. Ces courses descendantes s'effectuent depuis des postions hautes vers des positions basses, au travers de positions intermédiaires. Alors, le premier support 2 peut déplacer ladite tige d'étirage 3 selon une première course ascendante, tandis que le second support 4 peut déplacer la tuyère 5 selon une seconde course ascendante. Lesdites courses ascendantes s'effectuent depuis lesdites positions basses vers lesdites positions hautes, au travers de positions intermédiaires.
  • En outre, chacune des courses descendantes ou ascendantes peut s'effectue en une ou plusieurs fois, respectivement sans ou avec arrêt des déplacements desdits premier support 2 et second support 4.
  • Chacune des courses descendantes ou ascendantes peut aussi s'effectuer à des vitesses distinctes les unes par rapport aux autres.
  • Pour ce faire, ledit dispositif de soufflage 1 comporte des moyens de motorisation desdits premier support 2 et second support 4. De tels moyens de motorisation sont prévus électriques. En effet, la motorisation électrique permet, notamment, une précision dans l'indexation des déplacements des supports 2,4, tout en offrant un couple moteur important pour des vitesses de déplacements adaptées pour les étapes des opérations de soufflage, préférentiellement de soufflage-étirage.
  • Avantageusement, lesdits moyens de motorisation comportent au moins un premier actionneur 8 des déplacements dudit premier support 2 et au moins un second actionneur 9 des déplacements dudit second support 4. En d'autres termes, ledit premier actionneur 8 est solidaire dudit premier support 2 et assure ses premiers déplacements, notamment selon ladite seconde course descendante et selon ladite première course ascendante, tandis que ledit second actionneur 9 est solidaire dudit second support 4 et assure ses seconds déplacements, notamment selon ladite première course descendante et selon ladite seconde course ascendante.
  • L'invention prévoit de ne pas asservir les déplacements du second support 4 avec ceux du premier support 2. Pour ce faire, lesdits moyens de motorisation commandent de façon différenciée chaque première course et chaque seconde course. En somme, le premier support 2 peut se déplacer vers le haut ou vers le bas indépendamment du second support 4, et inversement, au travers de la commande de leur premier actionneur 8 et second actionneur 9 respectifs.
  • Selon le mode de réalisation préférentiel, lesdits moyens de motorisation peuvent comprendre un unique contrôleur 10 desdits premier actionneur 8 et second actionneur 9. Ce contrôleur 10 est donc à même de gérer seul les déplacements des deux actionneurs 8,9 des supports 2,4.
  • En particulier, ledit unique contrôleur 10 peut transmettre des signaux de commande, notamment électrique, vers les premier actionneur 8 et second actionneur 9, assurant individuellement, d'une part, les déplacements du premier support 2 et, d'autre part, les déplacements du second support 4.
  • En outre, ledit contrôleur 10 permet de gérer les courses des premier actionneur 8 et second actionneur 9 en fonction de leur position respective, limitant lesdites courses pour éviter toute collision desdits premier support 2 et second support 4 entre eux lors de leur déplacement.
  • De façon connexe, lesdits moyens de motorisation peuvent comprendre des moyens de guidage 11 des premier actionneur 8 et second actionneur 9. Ces moyens de guidage 11 assurent le maintien des actionneurs 8,9 lors de leur mouvement et transmettent l'entraînement indépendant à chacun desdits actionneurs 8,9. Dans ce cas de figure, lesdits moyens de guidage 11 sont directement reliés audit contrôleur 10, ce dernier pouvant même être directement monté solidaire des moyens de guidage 11.
  • Selon un mode préférentiel de réalisation, lesdits moyens de motorisation peuvent être constitués par un moteur linéaire pourvu au moins d'un premier chariot comprenant ledit premier actionneur 8 et d'un second chariot comprenant ledit second actionneur 9.
  • Dès lors, lesdits premier et second chariots sont montés selon un déplacement coaxial, comme visible sur les figures.
  • En particulier, un tel moteur linéaire à double chariots peut être communément dénommé « long linear motor » ou « LLM ». Ledit moteur peut être un moteur synchrone à aimants permanents de type linéaire.
  • L'invention concerne aussi un procédé de soufflage, dans lequel au moins on introduit une préforme pourvue d'un buvant maintenu au sein d'un moule. En particulier, une fois introduite, la préforme est enserrée hermétiquement jusqu'à la fin du cycle de soufflage ou de soufflage-étirage, où le moule est ouvert pour la libérer.
  • Ensuite, le procédé peut consister dans n'importe quel ordre, successivement ou au moins en partie simultanément, en ce qu'on déplace selon une première course descendante la tuyère 5 en recouvrement dudit buvant en application hermétique sur ledit moule ; on déplace selon une seconde course descendante la tige d'étirage 3 jusqu'à pénétrer au sein de ladite préforme au travers de ladite tuyère 5 ; on déplace selon une première course ascendante ladite tige 3 jusqu'à s'extraire de ladite préforme ; on déplace selon une seconde course ascendante ladite tuyère 5.
  • Avantageusement, un tel procédé consiste à motoriser électriquement et contrôler les premières et secondes courses descendantes et ascendantes indépendamment pour ladite tige 3 et ladite tuyère 5. Cette dissociation permet donc d'opérer l'une et/ou l'autre desdites courses à n'importe quel moment, dans la limite où lesdits premier support 2 et second support 4 n'entrent pas en collision ou que l'un empêche le déplacement de l'autre. A titre d'exemple, la fin d'une course descendante du premier support 2 ne peut pas aller au-delà de la position actuelle du second support 4, comprenant une butée ; de même ma fin de course ascendante du second support 4 est restreinte et bornée par la position actuelle dudit premier support 2.
  • Préférentiellement, selon ledit procédé, on commande au travers d'un unique contrôleur 10 au moins deux chariots distincts actionnant de façon différenciée, d'une part, la première course descendante et la seconde course ascendante de ladite tuyère 5 et, d'autre part, la seconde course descendante et la première course ascendante de ladite tige 3. Comme évoqué précédemment, lesdites courses peuvent être assurées de façon continue ou discontinue, avec des vitesses propres à chaque support 2,4.
  • A ce titre, les figures 2 à 4 modélisent différentes phases du cycle de soufflage, notamment soufflage-étirage, représentant les premier support 2 et second support 4 dans différentes positions, mettant en évidence des exemples de vitesses de déplacement relatives des supports 2,4 au travers de flèches de différentes longueurs.
  • Sur l'exemple de la figure 2, la vitesse de déplacement selon une course descendante du premier support 2 peut être plus rapide que celle du déplacement selon la course descendante dudit second support 4. En effet, la tige d'étirage 3 ayant une course plus longue à parcourir, elle peut être actionnée de manière à se déplacer plus vite en vue de rentrer dans la préforme avant de commencer l'étirage. De plus, ladite tuyère 5 doit arriver en fin de course descendante en appui hermétique sur le moule et le buvant de la préforme, moment qui peut nécessiter une vitesse réduite afin d'éviter tout choc et détérioration dudit moule et/ou de ladite préforme et/ou du joint d'étanchéité équipant ladite tuyère 5.
  • Sur l'exemple de la figure 3, la vitesse de déplacement du premier support 2 est réduite, tandis que le second support 4 est arrêté, notamment en position de coiffage hermétique de la préforme dans le moule. Cette vitesse minimisée du premier support 2 peut dépendre des étapes de soufflage, en particulier de la formation préalable de ladite bulle au cours d'un présoufflage, avant que la vitesse soit maintenue voir accélérée ensuite pour poursuivre et opérer le reste du soufflage.
  • Sur l'exemple de la figure 4, la vitesse de déplacement du premier support 2 est plus importante que celle du second support 4, de sorte que la tige d'étirage 3 remonte et sorte du moule et du récipient soufflé, jusqu'à arriver en position haute de fin de course ascendante le plus rapidement possible. A l'inverse, en premier lieu, la tuyère 5 peut rester à l'arrêt en appui contre le moule, avant de remonter plus lentement pour libérer le moule et ledit récipient qui vient d'être soufflé.
  • L'invention concerne aussi l'application d'un moteur linéaire à double chariots équipé d'un unique contrôleur au sein d'un dispositif de soufflage, un premier chariot dudit moteur assurant les déplacements du premier support mobile de la tige d'étirage selon au moins une première course, tandis qu'un second chariot dudit moteur assure les déplacements du second support mobile de la tuyère selon au moins une seconde course. Dès lors, ledit premier chariot coïncide avec ledit premier actionneur, tandis que le second chariot coïncide avec ledit second actionneur.
  • Ainsi, chacune desdites première et seconde courses des premier et second chariot est commandées indépendamment par ledit contrôleur d'un tel moteur linéaire.

Claims (3)

  1. Utilisation d'un moteur linéaire à double chariots équipé d'un contrôleur (10) au sein d'un dispositif de soufflage (1), un premier chariot dudit moteur assurant les déplacements d'un premier support (2) mobile d'une tige d'étirage (3) équipant ledit dispositif de soufflage (1) selon au moins une première course, tandis qu'un second chariot dudit moteur assure les déplacements d'un second support mobile (4) d'une tuyère (5) équipant ledit dispositif de soufflage (1) selon au moins une seconde course, chacune desdites première et seconde courses étant commandées indépendamment par ledit contrôleur (10).
  2. Utilisation selon la revendication 1, dans laquelle le moteur linéaire utilisé comprend un stator unique sur lequel coulisse lesdits deux chariots, ledit contrôleur étant connecté électriquement uniquement audit stator.
  3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le moteur linéaire utilisé comprend un unique contrôleur conçu pour commander chacune desdites première et seconde courses indépendamment l'une de l'autre.
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